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如何轻松面对多点电容触摸屏的设计挑战

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楼主: PSoC_Rock
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我相信你肯定也能作出这种效果,只要你继续努力。
======================================
这完全是个数学问题,很伤脑筋。LZ这样的高手也不给点提示

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llia| | 2011-10-31 16:43 | 只看该作者
这个得顶起啊

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123
teddywolf| | 2011-10-31 20:13 | 只看该作者
回121楼:
这不只是数学问题,实际上还涉及如何用低运算量实现高效的质心算法。
你要的答案那可是商业秘密,应该不会有人公布的。
所以只有靠自己的努力,才是正路。继续努力吧。

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124
lsqdesign| | 2011-10-31 20:57 | 只看该作者
哈哈,原来如此

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125
teddywolf| | 2011-11-1 08:34 | 只看该作者

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126
teddywolf| | 2011-11-1 08:36 | 只看该作者
楼主,我擅作主张,将TX端也加了一个电阻,这样对吗?

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127
PSoC_Rock|  楼主 | 2011-11-2 12:50 | 只看该作者
对的, 这样意味Tx是一个有内阻(输出电流有限制)的交流电压源。用在圆圈里加波浪线代替VDD或在VDD下面加开关符号更好。

接下来,请发挥想象力,哪一个电流是你首先要关注的?哪一个元件对这个电流影响最大?为什么?

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128
teddywolf| | 2011-11-2 21:52 | 只看该作者
回127楼:
我们最关心的是红色电流这个分支的变化,Cm对这个电流的影响最大。
而从物理结构上来看,Cm的两个极板间插入一个接地的导体(手指),其容量会明显减小。

我继续胡思乱想:
当手触摸到触摸屏时,按照从小到大的顺序我将以上各个电容分成4个档次
1. Cm
2. Cts,Crs
3. Cft,Cfr
4. Cfs与Cbody、Cboard的并联电容

把电容替换成电阻,整个电路结构与一个电桥电路很相似。
若按电桥来分析,其中流过Cfr的电流可能是如图中绿色箭头指示,但也可能是相反的,也有可能为0。
这样的话,在手指移动过程中,Rx端流过的电流量就会变来变去,给后续算法带来干扰。

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PSoC_Rock|  楼主 | 2011-11-7 13:03 | 只看该作者
你的回答大部分是对的,可以看出来你很有感觉。尤其是这两句:
=============================================
我们最关心的是红色电流这个分支的变化,Cm对这个电流的影响最大。
而从物理结构上来看,Cm的两个极板间插入一个接地的导体(手指),其容量会明显减小。

其中流过Cfr的电流可能是如图中绿色箭头指示,但也可能是相反的,也有可能为0。
======================================================
准确地将我们最关心的是Rx电流的变化,因为只有它是我们可以测试的。 想问为什么Cm对这个电流的影响最大?
为了更好地分析和对比,建议你再做两件事:
1。 将没有手指的电路模型画出来
2。 给出  Cm 、Cts、Crs 、Cft、Cfr 、Cfs、Cbody、Cboard 电容大小 的大致数量级和范围。

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130
langgq| | 2011-11-8 10:04 | 只看该作者
大家都很创新啊

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131
hanwe| | 2011-11-8 11:04 | 只看该作者
这个得顶起

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132
PSoC_Rock|  楼主 | 2011-11-10 17:15 | 只看该作者
谢谢131楼

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133
teddywolf| | 2011-11-14 09:41 | 只看该作者

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134
teddywolf| | 2011-11-14 10:15 | 只看该作者
在系统中Cts和Crs,线路上的电阻都基本上是稳定不变的,在没有手指接近时,Cm也是很稳定的,所以RX端流过的电流量也是稳定的。当手指接近时Cm的电力线被手指破坏,Cm的容值减小,通过Cm流入RX端的电流发生变化。
对于系统中各个器件的参数,我没有找到比较确定的文献资料。请楼主补充。

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135
teddywolf| | 2011-11-14 10:17 | 只看该作者

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136
PSoC_Rock|  楼主 | 2011-11-15 14:51 | 只看该作者
两张图很漂亮,说明问题。实际上Rx的电流主要由Cm决定是因为Cm的电容最小,电抗最大。回路中的电流总是由电抗最大的元件决定。现在想问一个问题,如果Cm等于2pF,Tx的频率为300KHz,幅度为5V,Rx的电流大约为多少?

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137
teddywolf| | 2011-11-18 09:52 | 只看该作者
每次通过的电荷量 Q=CV
工作频率F为300khz,相当于每秒钟重复充电300,000次
每秒通过的总电荷量 Qs=FCV
电流公式 I = Q/T
T的单位为1秒,所以 I = Qs/1 = FCV
I = 2*10(负12次方)*3*10(5次方)*5 = 3 * 10(负6次方) = 3微安

谢谢楼主让我复习了中学物理,还好,没有还给老师。

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138
PSoC_Rock|  楼主 | 2011-11-18 16:52 | 只看该作者
楼上基本功还是扎实的。 目的是为了感觉一下Rx电流在什么数量级水平。正如你的计算是3uA,它一方面说明Rx的检测电路是一个高精度微电流的检测电路,另一方面可以评估手指触摸可以给它带来多大影响。
你可以评估一下:
Cts、Crs  vs Cm
Cft、Cfr 、Cfs  vs Cm
Cbody vs Cm
Cboard  vs Cm
用想象力就可以了,不要那么精确,也不可能那么精确。

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PSoC_Rock|  楼主 | 2011-11-18 16:56 | 只看该作者
尤其是Cboard, 当手机拿在手上时和放在桌子上时的差异能够想象得出来吗?

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140
teddywolf| | 2011-11-23 21:33 | 只看该作者
以下内容摘自CSD用户模块的中文版本

*手指电极电容值Cfe 。根据电极尺寸和覆层厚度以及电极的介电常数,此数值为0.1~10pF。
*人体电容值Ch 。约为100~300pF.。
*电路板电容值Cb 。对于不包括外部接头的小型电路板(例如,遥控器),此数值为10-20 pF,对于连接到交流电网的设备,(例如,在移动电话连接到充电器上时,或者一套外部供电的音响系统),此数值可超过1000 pF。
*电路板-人体间电容值Chb 。根据目标电路板的尺寸、绝缘层厚度和手的位置,此数值为1-20 pF。

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